一、高壓開關柜運行需求分析

高壓開關設備在電網運行、控制中起著至關重要的作用，其本身健康狀況直接影響電網運行可靠性。由于設計、工藝和環境影響開關柜運行中常會發生電氣和機械狀態異常，獲取高壓開關柜全方位運行信息，是實現設備安全運行、狀態控制及智慧檢修的前提。調查統計表明，長期過負荷、操作過電壓或運行環境惡劣可引起操作機構機械故障、電氣設備缺陷、絕緣性能老化和柜內電氣觸頭(接點)過熱等問題。
       機械故障：斷路器操動機構及傳動系統出現問題會造成拒動、開斷與關合異常。具體表現為儲能彈簧疲勞，機構卡澀，部件變形、位移或損壞，分合閘鐵芯松動、卡澀，軸銷松斷，脫扣失靈等。
       電氣故障：接觸不良導致電氣接點過熱、開關柜電氣控制及輔助回路異常、載流故障和儲能異常等。
       絕緣故障：絕緣介質破損或受潮時，過電壓或諧波容易引起電纜接頭、套管和介質絕緣劣化，會導致絕緣擊穿或嚴重的電弧故障。
       我公司結合多年來高壓開關柜保護和監測系統設計研發和生產經驗，依托華北電力大學強大的電力系統安全理論優勢，采用先進技術手段監測斷路器電氣和機械特性參數、高壓開關柜絕緣狀況、電氣接點溫度以及環境溫濕度等信息，研發了高抗干擾性、檢測手段周全、狀態判別準確的STL-CMW（Comprehensive Monitoring and Warning）開關柜運行狀態綜合監測及預警裝置。借助升級信號處理和數據綜合分析可判別開關柜運行狀態，并利用智能故障診斷方法實現電氣、機械和絕緣缺陷的早期預警。
二、STL-CMW開關柜運行狀態綜合監測及預警裝

1. 監測及預警裝置組成

STL-CMW開關柜運行狀態綜合監測及預警裝置由傳感器和監測及預警裝置組成。
       傳感器：通過角位移傳感器、局放傳感器、無線測溫傳感器和溫濕度傳感器獲取開關柜運行的電氣、機械、絕緣和環境信息，以有線或無線方式將數據傳送至監測及預警裝置。
       監測及預警裝置：監測及預警裝置選用32位 高性能ARM Cortex-M4處理器，滿足開關柜電氣、機械、絕緣狀態監測所需運算能力。裝置采用模塊化嵌入式系統設計，劃分調度模塊、內存管理模塊、通信模塊、數據采集模塊、設備管理等多種模塊，保證系統運行的可靠性；監測及預警裝置配置3處直流電流輸入，三相交流電流輸入、10路開入量和2路溫濕度接線端子，同時支持ZigBee方式多點位無線測溫；搭配觸控顯示屏實時更新監測開關柜運行狀態信息；支持WIFI、以太網和串口等多種通信方式；標準化接口方便插拔，便于設備的調試和維護；全封閉式金屬隔板設計，抗電磁干擾能力強，適合現場惡劣運行環境。
       開關柜運行狀態監測及缺陷預警分析系統（選配）：監測及預警裝置除上述就地運行模式外，可根據現場情況選配開關柜運行狀態監測及缺陷預警分析軟件系統。系統由工業級服務器、操作系統、數據庫平臺和應用軟件組成。服務器連接多臺監測及預警裝置，每臺監測及預警裝置連接各類傳感器，用戶可通過缺陷預警分析系統掌握各開關柜運行情況，統一管理、查看和深度分析，發現缺陷及時預警，還可以通過電腦、手機連接web服務器，實時掌控各開關柜運行情況。

2. 技術優勢

（1）監測信息周全：綜合感知斷路器機械特性、開關柜絕緣狀況、電氣接點溫度和環境溫濕度等多種運行狀態信息。
       （2）運行安全可靠：裝置符合EMC的標準，傳感器的取樣方式均采取了隔離和防護，不會因傳感器故障而影響被監測設備的安全運行;裝置與電力系統無直接的電氣聯系，不會對電力系統安全造成影響。
       （3）分析判斷準確：通過整合的診斷方法及理論，綜合開關設備各方面的采集數據及開關行業設備大量的故障數據分析多種開關柜運行狀態信息，準確判別故障。
       （4）系統功能強大：監測及預警裝置和缺陷預警分析系統均采用高性能CPU，提供強大的數據分析處理能力，結合歷史數據庫以豐富的圖表橫縱向對比、展示開關柜運行狀態，實現缺陷的分級預警。
       （5）運維檢修輕便：運維人員可就地查看每面開關柜運行狀態，也可以通過開關柜運行狀態監測及缺陷預警分析系統軟件綜合獲取多臺開關柜運行及波形信息，系統擴展WEB服務器后，還可通過手機、電腦瀏覽器遠程掌握開關柜的運行狀態。